Grafen może zmienić wiele rynków dzięki innowacyjnym właściwościom i wysokiej wydajności

fot. PAP/Tomasz Gzell 29.01.2013

Frost & Sullivan: Atrakcyjne parametry mogą postawić grafen na wygranej pozycji w wielu segmentach zastosowań, od elastycznej elektroniki po systemy magazynowania energii 

W ciągu ostatnich lat konkurencja pomiędzy nanorurkami węglowymi a grafenem na polu tych samych zastosowań była niezwykle zaciekła. W przypadku większości zastosowań, rozwój nanorurek węglowych postępuje stopniowo, co znajduje swoje odzwierciedlenie w tendencjach patentowych. W tym czasie, grafen zanotował olbrzymi skok w rozowoju. W postaci tlenków oraz nanopłytek grafen jest na lepszej pozycji, by zaspokoić potrzeby rynku z racji tego, iż jest to niezwykle trwały, rozciągliwy i lekki materiał. 

Według nowej analizy Frost & Sullivan, globalnej firmy doradczej, pt. Ocena wpływu grafenu na kluczowe sektory wynika, że do roku 2020 przychody tego segmentu osiągną 149,1 mln USD. 

 – Przemysł energetyczny jest jednym z najważniejszych rynków dla grafenu i sytuacja ta powinna utrzymać się przez następne trzy lata. Magazynowanie litowe i substraty układów katalitycznych to jeden z najbardziej obiecujących obszarów zastosowań grafenu. Ponadto zidentyfikowano również inne zastosowania, takie jak magazynowanie energii w akumulatorach i kondensatorach – uważa Sanchari Chatterjee, analityk działu Technical Insights w firmie Frost & Sullivan.

W sektorze elektronicznym grafen zastępuje materiały takie jak tlenek cyny indu. Chociaż grafen jest szeroko stosowany w elektronice elastycznej, może spenetrować ten sektor jeszcze bardziej z racji produkcji miniaturowych elementów elektronicznych i układów optoelektronicznych. 

W ciągu najbliższych trzech do pięciu lat, wzrośnie również wykorzystanie grafenu w sektorze elektronicznym i kompozytów. Analitycy spodziewają się, że w tym czasie na grafen otworzą się nowe rynki, takie jak sektor opieki zdrowotnej i higieny osobistej. 

Jednak brak masowej, powtarzalnej i niskokosztowej produkcji grafenu sprawia, że jego komercjalizacja stanowi duże wyzwanie. Do dzisiaj grafen wytwarzany jest głównie na poziomie laboratoryjnym, ponieważ procesy takie jak nano-krojenie (ang. nano-slicing), stosowane podczas produkcji na skalę przemysłową, znacznie zwiększają koszty oraz zmniejszają jakość produktów końcowych. Powszechnie stosuje się jednak procesy eksfoliacji. 

 – Producenci są w trakcie opracowywania kilku ekonomicznych procesów produkcji na dużą skalę, by umożliwić wytwarzanie wysokiej jakości grafenu w krótkim czasie. Może to znacznie ograniczyć wyzwania związane z komercjalizacją tego materiału – dodaje Chatterjee.

Na przykład, chociaż grafen jest jednym z najbardziej wytrzymałych i najcieńszych materiałów na świecie, jego budowa powoduje powstawanie wad, gdy przetwarza się go na postać arkuszy przeznaczonych do wykorzystania w energetyce. Wpływa to negatywnie na wydajność. Ponadto, brak pasma wzbronionego w grafenie jest jego główną wadą techniczną, ponieważ ogranicza zastosowanie tego materiału. 

Przy pojawiających się wątpliwościach co do niezawodności samego grafenu, trwają badania nad dostosowaniem grafenu w taki sposób, by umożliwić producentom stosowanie go w jego wzmocnionych i hybrydowych postaciach. Ogólnie rzecz biorąc, naprawcze działania badawczo-rozwojowe i innowacyjne techniki komercjalizacji mogą pomóc zrealizować ogromny potencjał grafenu, który waha się od zastosowań biomedycznych, aż po powłoki antykorozyjne. 

Źródło: Frost & Sullivan